Docker 极简入门教程,傻瓜都能看懂!
富 Web 時(shí)代,應(yīng)用變得越來越強(qiáng)大,與此同時(shí)也越來越復(fù)雜。集群部署、隔離環(huán)境、灰度發(fā)布以及動(dòng)態(tài)擴(kuò)容缺一不可,而容器化則成為中間的必要橋梁。
本文我們就來探索一下?Docker?的神秘世界,從零到一掌握?Docker?的基本原理與實(shí)踐操作。別再守著前端那一畝三分地,是時(shí)候該開疆?dāng)U土了。
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講個(gè)故事
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為了更好的理解?Docker?是什么,我們先來講個(gè)故事:
我需要蓋一個(gè)房子,于是我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操作,終于把這個(gè)房子蓋好了。
結(jié)果,住了一段時(shí)間,心血來潮想搬到海邊去。這時(shí)候按以往的辦法,我只能去海邊,再次搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。
煩惱之際,跑來一個(gè)魔法師教會(huì)我一種魔法。這種魔法可以把我蓋好的房子復(fù)制一份,做成「鏡像」,放在我的背包里。
等我到了海邊,就用這個(gè)「鏡像」,復(fù)制一套房子,拎包入住。
是不是很神奇?對(duì)應(yīng)到我們的項(xiàng)目中來,房子就是項(xiàng)目本身,鏡像就是項(xiàng)目的復(fù)制,背包就是鏡像倉庫。如果要?jiǎng)討B(tài)擴(kuò)容,從倉庫中取出項(xiàng)目鏡像,隨便復(fù)制就可以了。Build?once,Run?anywhere!
不用再關(guān)注版本、兼容、部署等問題,徹底解決了「上線即崩,無休止構(gòu)建」的尷尬。
虛擬機(jī)與容器
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開始之前,我們來做一些基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備:
虛擬機(jī):虛擬化硬件
虛擬機(jī) Virtual Machine 指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在實(shí)體計(jì)算機(jī)中能夠完成的工作在虛擬機(jī)中都能夠?qū)崿F(xiàn)。
在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建虛擬機(jī)時(shí),需要將實(shí)體機(jī)的部分硬盤和內(nèi)存容量作為虛擬機(jī)的硬盤和內(nèi)存容量。每個(gè)虛擬機(jī)都有獨(dú)立的 CMOS、硬盤和操作系統(tǒng),可以像使用實(shí)體機(jī)一樣對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行操作。在容器技術(shù)之前,業(yè)界的網(wǎng)紅是虛擬機(jī)。
虛擬機(jī)技術(shù)的代表,是 VMWare 和 OpenStack。
容器:將操作系統(tǒng)層虛擬化,是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件單元
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隨處運(yùn)行:容器可以將代碼與配置文件和相關(guān)依賴庫進(jìn)行打包,從而確保在任何環(huán)境下的運(yùn)行都是一致的。
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高資源利用率:容器提供進(jìn)程級(jí)的隔離,因此可以更加精細(xì)地設(shè)置 CPU 和內(nèi)存的使用率,進(jìn)而更好地利用服務(wù)器的計(jì)算資源。
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快速擴(kuò)展:每個(gè)容器都可作為單獨(dú)的進(jìn)程予以運(yùn)行,并且可以共享底層操作系統(tǒng)的系統(tǒng)資源,這樣一來可以加快容器的啟動(dòng)和停止效率。
區(qū)別與聯(lián)系
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虛擬機(jī)雖然可以隔離出很多「子電腦」,但占用空間更大,啟動(dòng)更慢。虛擬機(jī)軟件可能還要花錢,例如VMWare;
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容器技術(shù)不需要虛擬出整個(gè)操作系統(tǒng),只需要虛擬一個(gè)小規(guī)模的環(huán)境,類似「沙箱」;
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運(yùn)行空間,虛擬機(jī)一般要幾 GB 到 幾十 GB 的空間,而容器只需要 MB 級(jí)甚至 KB 級(jí)。
我們來看一下對(duì)比數(shù)據(jù):
虛擬機(jī)屬于虛擬化技術(shù),而?Docker?這樣的容器技術(shù),屬于輕量級(jí)的虛擬化。
與虛擬機(jī)相比,容器更輕量且速度更快,因?yàn)樗昧?Linux 底層操作系統(tǒng)在隔離的環(huán)境中運(yùn)行。虛擬機(jī)的 Hypervisor 創(chuàng)建了一個(gè)非常牢固的邊界,以防止應(yīng)用程序突破它,而容器的邊界不那么強(qiáng)大。
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認(rèn)識(shí) Docker
概念
Docker?是一個(gè)開源的應(yīng)用容器引擎,讓開發(fā)者可以打包他們的應(yīng)用以及依賴包到一個(gè)可移植的容器中,然后發(fā)布到任何流行的 Linux 機(jī)器上,也可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。容器是完全使用沙箱機(jī)制,相互之間不會(huì)有任何接口。
Docker?技術(shù)的三大核心概念,分別是:鏡像 Image、容器 Container、倉庫 Repository。
Docker 輕量級(jí)的原因?
相信你也會(huì)有這樣的疑惑:為什么 Docker 啟動(dòng)快?如何做到和宿主機(jī)共享內(nèi)核?
當(dāng)我們請(qǐng)求 Docker 運(yùn)行容器時(shí),Docker 會(huì)在計(jì)算機(jī)上設(shè)置一個(gè)資源隔離的環(huán)境。然后將打包的應(yīng)用程序和關(guān)聯(lián)的文件復(fù)制到 Namespace 內(nèi)的文件系統(tǒng)中,此時(shí)環(huán)境的配置就完成了。之后 Docker 會(huì)執(zhí)行我們預(yù)先指定的命令,運(yùn)行應(yīng)用程序。
鏡像不包含任何動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),其內(nèi)容在構(gòu)建之后也不會(huì)被改變。
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核心概念
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Build, Ship and Run(搭建、運(yùn)輸、運(yùn)行);
Build?once, Run?anywhere(一次搭建,處處運(yùn)行);
Docker 本身并不是容器,它是創(chuàng)建容器的工具,是應(yīng)用容器引擎;
Docker 三大核心概念,分別是:鏡像 Image,容器 Container、倉庫 Repository;
Docker 技術(shù)使用 Linux 內(nèi)核和內(nèi)核功能(例如 Cgroups 和 namespaces)來分隔進(jìn)程,以便各進(jìn)程相互獨(dú)立運(yùn)行。
由于 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用,因此容器無法在其他操作系統(tǒng)上運(yùn)行。那么 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運(yùn)行?Docker 實(shí)際上使用了一個(gè)技巧,并在非 Linux 操作系統(tǒng)上安裝 Linux 虛擬機(jī),然后在虛擬機(jī)內(nèi)運(yùn)行容器。
鏡像是一個(gè)可執(zhí)行包,其包含運(yùn)行應(yīng)用程序所需的代碼、運(yùn)行時(shí)、庫、環(huán)境變量和配置文件,容器是鏡像的運(yùn)行時(shí)實(shí)例。
更多關(guān)于 Docker 的原理,可以查看《終于有人把 Docker 講清楚了,萬字詳解!》,這里不再贅述。
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安裝 Docker
命令行安裝
Homebrew 的 Cask 已經(jīng)支持 Docker for Mac,因此可以很方便的使用 Homebrew Cask 來進(jìn)行安裝,執(zhí)行如下命令:
brew?cask?install?docker更多安裝方式,請(qǐng)查看官方文檔:https://www.docker.com/get-started
查看版本
docker?-v
配置鏡像加速
設(shè)置 Docker Engine 寫入配置:
{"registry-mirrors":?["http://hub-mirror.c.163.com/","https://registry.docker-cn.com"],"insecure-registries":[],"experimental":?false,"debug":?true }安裝桌面端
桌面端操作非常簡單,先去官網(wǎng)下載[1]。通過 Docker 桌面端,我們可以方便的操作:
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clone:克隆一個(gè)項(xiàng)目
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build:打包鏡像
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run:運(yùn)行實(shí)例
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share:共享鏡像
好了,準(zhǔn)備工作就緒,下面可以大展身手了!
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快速開始
安裝完 Docker 之后,我們先打個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的鏡像,邊學(xué)邊用。
首先需要大致了解一下我們將會(huì)用到的 11 個(gè)命令
新建項(xiàng)目
為了快捷,我們直接使用 Vue 腳手架構(gòu)建項(xiàng)目:
vue?create?docker-demo
嘗試啟動(dòng)一下:
yarn?serve
訪問地址:http://localhost:8080/。項(xiàng)目就緒,我們接著為項(xiàng)目打包:
yarn?build
這時(shí)候,項(xiàng)目目錄下的 Dist 就是我們要部署的靜態(tài)資源了,我們繼續(xù)下一步。
需要注意:前端項(xiàng)目一般分兩類,一類直接 Nginx 靜態(tài)部署,一類需要啟動(dòng) Node 服務(wù)。本節(jié)我們只考慮第一種。關(guān)于 Node 服務(wù),后文我會(huì)詳細(xì)說明。
新建 Dockerfile
cd?docker-demo?&&?touch?Dockerfile
此時(shí)的項(xiàng)目目錄如下:
. ├──?Dockerfile ├──?README.md ├──?babel.config.js ├──?dist ├──?node_modules ├──?package.json ├──?public ├──?src └──?yarn.lock可以看到我們已經(jīng)在 docker-demo 目錄下成功創(chuàng)建了 Dockerfile 文件。具體這里不再介紹,更多Docker系列教程可以關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧搜索閱讀。
準(zhǔn)備 Nginx 鏡像
運(yùn)行你的?Docker?桌面端,就會(huì)默認(rèn)啟動(dòng)實(shí)例,我們?cè)诳刂婆_(tái)拉取 Nginx 鏡像:
docker?pull?nginx
控制臺(tái)會(huì)出現(xiàn)如下信息:
Using?default?tag:?latest latest:?Pulling?from?library/nginx 8559a31e96f4:?Pull?complete 8d69e59170f7:?Pull?complete 3f9f1ec1d262:?Pull?complete d1f5ff4f210d:?Pull?complete 1e22bfa8652e:?Pull?complete Digest:?sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133 Status:?Downloaded?newer?image?for?nginx:latest docker.io/library/nginx:latest如果你出現(xiàn)這樣的異常,請(qǐng)確認(rèn) Docker 實(shí)例是否正常運(yùn)行。
Cannot?connect?to?the?Docker?daemon?at?unix:///var/run/docker.sock.?Is?the?docker?daemon?running?
鏡像準(zhǔn)備 OK,我們?cè)诟夸泟?chuàng)建 Nginx 配置文件:
touch?default.conf
推薦閱讀:終于有人把 Nginx 說清楚了,圖文詳解!
寫入:
server?{listen???????80;server_name??localhost;#charset?koi8-r;access_log??/var/log/nginx/host.access.log??main;error_log??/var/log/nginx/error.log??error;location?/?{root???/usr/share/nginx/html;index??index.html?index.htm;}error_page???500?502?503?504??/50x.html;location?=?/50x.html?{root???/usr/share/nginx/html;} }配置鏡像
打開 Dockerfile ,寫入如下內(nèi)容:
FROM?nginx COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/ COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf我們逐行解釋一下代碼:
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FROM nginx 指定該鏡像是基于 nginx:latest 鏡像而構(gòu)建的;
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COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ 命令的意思是將項(xiàng)目根目錄下 dist 文件夾中的所有文件復(fù)制到鏡像中 /usr/share/nginx/html/ 目錄下;
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COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 將 default.conf 復(fù)制到 etc/nginx/conf.d/default.conf,用本地的 default.conf 配置來替換 Nginx 鏡像里的默認(rèn)配置。
構(gòu)建鏡像
Docker 通過 build 命令來構(gòu)建鏡像:
docker?build?-t?jartto-docker-demo?.
按照慣例,我們解釋一下上述代碼:
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-t 參數(shù)給鏡像命名 jartto-docker-demo
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. 是基于當(dāng)前目錄的 Dockerfile 來構(gòu)建鏡像
執(zhí)行成功后,將會(huì)輸出:
Sending?build?context?to?Docker?daemon??115.4MB Step?1/3?:?FROM?nginx--->?2622e6cca7eb Step?2/3?:?COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/--->?Using?cache--->?82b31f98dce6 Step?3/3?:?COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf--->?7df6efaf9592 Successfully?built?7df6efaf9592 Successfully?tagged?jartto-docker-demo:latest鏡像制作成功!我們來查看一下容器:
docker?image?ls?|?grep?jartto-docker-demo
可以看到,我們打出了一個(gè) 133MB 的項(xiàng)目鏡像:
jartto-docker-demo?latest?7df6efaf9592?About?a?minute?ago?133MB
鏡像也有好壞之分,后續(xù)我們將介紹如何優(yōu)化,這里可以先暫時(shí)忽略。
運(yùn)行容器
docker?run?-d?-p?3000:80?--name?docker-vue?jartto-docker-demo
這里解釋一下參數(shù):
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-d 設(shè)置容器在后臺(tái)運(yùn)行
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-p 表示端口映射,把本機(jī)的 3000 端口映射到 container 的 80 端口(這樣外網(wǎng)就能通過本機(jī)的 3000 端口訪問了
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--name 設(shè)置容器名 docker-vue
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jartto-docker-demo 是我們上面構(gòu)建的鏡像名字
補(bǔ)充一點(diǎn):
在控制臺(tái),我們可以通過 docker ps 查看剛運(yùn)行的 Container 的 ID:
docker?ps?-a
控制臺(tái)會(huì)輸出:
CONTAINER?ID?IMAGE??????????????COMMAND??????????????????CREATED???????STATUS?PORTS??NAMES ab1375befb0b?jartto-docker-demo?"/docker-entrypoint.…"???8?minutes?ago?Up?7?minutes??0.0.0.0:3000->80/tcp??docker-vue如果你使用桌面端,那么打開 Docker Dashboard 就可以看到容器列表了,如下圖:
訪問項(xiàng)目
因?yàn)槲覀冇成淞吮緳C(jī) 3000 端口,所以執(zhí)行:
curl?-v?-i?localhost:3000
或者打開瀏覽器,訪問:localhost:3000。
發(fā)布鏡像
如果你想為社區(qū)貢獻(xiàn)力量,那么需要將鏡像發(fā)布,方便其他開發(fā)者使用。
發(fā)布鏡像需要如下步驟:
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登陸 dockerhub[2],注冊(cè)賬號(hào);
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命令行執(zhí)行 docker login,之后輸入我們的賬號(hào)密碼,進(jìn)行登錄;
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推送鏡像之前,需要打一個(gè) Tag,執(zhí)行 docker tag <image> <username>/<repository>:<tag>
全流程結(jié)束,以后我們要使用,再也不需要「搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子」了,拎包入住。這也是 Docker 獨(dú)特魅力所在。
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常規(guī)操作
到這里,恭喜你已經(jīng)完成了?Docker?的入門項(xiàng)目!如果還想繼續(xù)深入,不妨接著往下看看。
參數(shù)使用
FROM:
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指定基礎(chǔ)鏡像,所有構(gòu)建的鏡像都必須有一個(gè)基礎(chǔ)鏡像,且 FROM 命令必須是 Dockerfile 的第一個(gè)命令
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FROM <image> [AS <name>] 指定從一個(gè)鏡像構(gòu)建起一個(gè)新的鏡像名字
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FROM <image>[:<tag>] [AS <name>] 指定鏡像的版本 Tag
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示例:FROM mysql:5.0 AS database
MAINTAINER:
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鏡像維護(hù)人的信息
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MAINTAINER <name>
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示例:MAINTAINER Jartto Jartto@qq.com
RUN:
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構(gòu)建鏡像時(shí)要執(zhí)行的命令
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RUN <command>
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示例:RUN ["executable", "param1", "param2"]
ADD:
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將本地的文件添加復(fù)制到容器中去,壓縮包會(huì)解壓,可以訪問網(wǎng)絡(luò)上的文件,會(huì)自動(dòng)下載
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ADD <src> <dest>
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示例:ADD *.js /app 添加 js 文件到容器中的 app 目錄下
COPY:
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功能和 ADD 一樣,只是復(fù)制,不會(huì)解壓或者下載文件
CMD:
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啟動(dòng)容器后執(zhí)行的命令,和 RUN 不一樣,RUN 是在構(gòu)建鏡像是要運(yùn)行的命令
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當(dāng)使用 docker run 運(yùn)行容器的時(shí)候,這個(gè)可以在命令行被覆蓋
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示例:CMD ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT:
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也是執(zhí)行命令,和 CMD 一樣,只是這個(gè)命令不會(huì)被命令行覆蓋
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ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
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示例:ENTRYPOINT ["donnet", "myapp.dll"]
LABEL:為鏡像添加元數(shù)據(jù),key-value 形式
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LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
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示例:LABEL version="1.0" description="這是一個(gè)web應(yīng)用"
ENV:設(shè)置環(huán)境變量,有些容器運(yùn)行時(shí)會(huì)需要某些環(huán)境變量
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ENV <key> <value> 一次設(shè)置一個(gè)環(huán)境變量
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ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 設(shè)置多個(gè)環(huán)境變量
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示例:ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/
EXPOSE:暴露對(duì)外的端口(容器內(nèi)部程序的端口,雖然會(huì)和宿主機(jī)的一樣,但是其實(shí)是兩個(gè)端口)
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EXPOSE <port>
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示例:EXPOSE 80
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容器運(yùn)行時(shí),需要用 -p 映射外部端口才能訪問到容器內(nèi)的端口
VOLUME:指定數(shù)據(jù)持久化的目錄,官方語言叫做掛載
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VOLUME /var/log 指定容器中需要被掛載的目錄,會(huì)把這個(gè)目錄映射到宿主機(jī)的一個(gè)隨機(jī)目錄上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步。
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VOLUME ["/var/log","/var/test".....] 指定容器中多個(gè)需要被掛載的目錄,會(huì)把這些目錄映射到宿主機(jī)的多個(gè)隨機(jī)目錄上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步
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VOLUME /var/data var/log 指定容器中的 var/log 目錄掛載到宿主機(jī)上的 /var/data 目錄,這種形式可以手動(dòng)指定宿主機(jī)上的目錄
WORKDIR:設(shè)置工作目錄,設(shè)置之后 ,RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目錄都會(huì)同步變更
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WORKDIR <path>
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示例:WORKDIR /app/test
USER:指定運(yùn)行命令時(shí)所使用的用戶,為了安全和權(quán)限起見,根據(jù)要執(zhí)行的命令選擇不同用戶
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USER <user>:[<group>]
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示例:USER test
ARG:設(shè)置構(gòu)建鏡像是要傳遞的參數(shù)
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ARG <name>[=<value>]
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ARG name=sss
更多操作,請(qǐng)移步官方使用文檔[3]。
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最佳實(shí)踐
在掌握?Docker?常規(guī)操作之后,我們很容易就可以打出自己想要的項(xiàng)目鏡像。然而不同的操作打出的鏡像也是千差萬別。
究竟是什么原因?qū)е络R像差異,我們不妨繼續(xù)探索。
以下是在應(yīng)用?Docker?過程中整理的最佳實(shí)踐,請(qǐng)盡量遵循如下準(zhǔn)則:
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Require 明確:需要什么鏡像
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步驟精簡:變化較少的 Step 優(yōu)先
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版本明確:鏡像命名明確
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說明文檔:整個(gè)鏡像打包步驟可以重現(xiàn)
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總結(jié)
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容器化技術(shù)必將是云時(shí)代不可或缺的技能之一,而?Docker?只是滄海一粟。隨之而來的還有集群容器管理 Kubernetes、Service Mesh 、Istio 等技術(shù)。打開?Docker?的大門,不斷抽絲剝繭,逐層深入,你將感受到容器化的無窮魅力。
相關(guān)鏈接:
https://www.docker.com/products/docker-desktop
https://hub.docker.com/
https://docs.docker.com/
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版權(quán)聲明:文章首發(fā)于 Jartto's blog
原文鏈接:http://jartto.wang/2020/07/04/learn-docker/
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Docker 极简入门教程,傻瓜都能看懂!的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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